CN101995081A - 新型微波热水装置 - Google Patents

Abstract

本发明的新型微波热水装置，由微波发生器、微波能量转换装置、集热箱组成，所述的微波能量转换装置上设置有微波发生器，在微波能量转换装置的侧面设置有集热箱，在微波能量转换装置内设置有吸波体，集热箱内的加热器即电热管或热泵冷凝器给水加热，在微波的作用下，集热箱内的水具有显著的活性，收集储存能量，超强灭菌，有效防止各部件结有水垢，提高了热效率，安全性和使用寿命，本发明微波热水装置可以作为节能淋浴型热水器、节能型饮水机，使热泵技术和微波技术在实际中不受水源限制，能够广泛实际应用。

Description

新型微波热水装置

技术领域

本发明涉及日用家电设备技术领域的热水器，具体属于一种新型微波热水装置。

背景技术

目前公知技术的热水器一般采用电加热管加热，采用这种结构及加热方式的热水器，在加热过程中在加热管上非常容易结有水垢，影响加热管向外传递热量，并容易腐蚀电加热管，经常发生漏电现象，安全性差；有的设计采用热泵加热，虽然热效率高，安全性好，但是由于经过一段时间的使用，在热水箱中的热泵的热交换器上非常容易结有水垢，影响热交换器的传热效率，在一些地区，由于水质的条件，使热水箱中的热泵的热交换器上很快结有大量的水垢而失去作用；也有的人采用微波加热，目的是实现水电彻底分离，快速灭菌，提高水的活性，防止在内胆结有水垢，但由于在结构设计上缺乏对微波发生器件的合理使用、安全保护、不能高效率利用能量，并且复杂的安装密封设计，使微波技术难以实际应用。如在申请号972409637的设计中采用在金属导波管中设置塑料盘管，即外管是金属，内管是塑料，让微波从一端进入外管，微波在工作时可以加热内管中的水，但由于微波发生器件实际有用功率普遍较低，难以实现连续供应热水；如申请号982275129的设计，采取磁控管水冷式，在散热套管外加散热片，虽然保证了磁控管的冷却效果，使磁控管能够连续工作，但是在水套封闭外壳内的冷却水与水源连通，根据流体热力学规律，使磁控管工作时产生的大量热量以对流的方式传递给外接水源，被散失掉，没有被利用，非金属导管设置在金属密封加热腔内，它的一端与水源连接，另一端为热水出水口，目的是使用方便，及时加热，及时流出热水，安全可靠，但是由于微波器件的有用功率普遍较低，难以实现连续供应热水，难以实际应用，申请号00251690X的设计也存在情况相同问题；又如在申请号992025915、申请号992585023、申请号012394599的设计中均采用在金属腔体中设置非金属导管，非金属导管为盘管或蛇形管同样是它的一端与水源连接，另一端为热水出水口，目的是使用方便，及时加热，及时流出热水，安全可靠，但是由于微波器件的有用功率普遍较低，现有技术产品中的磁控管的功率较低，效率一般是57％-67％转化为微波形式，难以实现连续供应热水，难以实际应用；又如：申请号200420051557X的设计是水加热体和微波热源安装在壳体内，水加热体有通向壳体外的进水管和出水管，磁控管工作时的大量余热没有被利用，散失出去，也同样存在效率低下的问题，难以实际应用。

发明内容

发明的目的在于克服上述热水器的不足，提供一种高效利用微波技术，有效防止内胆、电热管、热泵热交换器结垢，保证各微波发生部件能够连续工作，利用新型设计方法，收集储存热量，提高热源利用效率，超强灭菌，活性水处理，提高水的活性，制造安装维护方便的新型微波热水装置。

本发明是通过以下方式来实现上述目的：该新型微波热水装置主要由微波发生器、微波能量转换装置、集热箱组成，在微波能量转换装置上设置微波发生器，在微波能量转换装置侧面设置集热箱。

在微波能量转换装置中设置有吸波体可以是螺旋盘管，其进水口、出水口分别与集热箱相连通，由集热箱收集并储存经过吸波体中的水在微波作用下产生的热量，微波能量转换装置内设置有螺旋盘管是塑料材料。

微波发生器的磁控管水套的出水口、磁控管水套的进水口和微波能量转换装置内设置的螺旋盘管出水端、进水端分别经过三叉管、水管与集热箱相连通。

即微波发生器的磁控管水套的出水口、微波能量转换装置内设置的螺旋盘管上端分别经过三叉管的出水口与集热箱连通；磁控管水套的进水口经过水管与集热箱底部连通；微波能量转换装置内设置的吸波体即螺旋盘管的进水口与集热箱的底部连通。

三叉管的出水口连接在集热箱的高度三分之一至二分之一之间，三叉管的进水口分别经磁控管水套、吸波体连接在集热箱的最底端，使磁控管水套、吸波体的进出口之间存在较大的温差和压力差，有利它们与集热箱中的水发生对流作用。

利用三叉管进行上面这样连接的作用是，在微波器件工作时，微波能量转换装置内设置的吸波体即螺旋盘管中的水被微波快速加热，经过三叉管、水管与集热箱中的水快速发生对流，并在三叉管与磁控管水套的出水口之间产生负压，有利促进磁控管水套中的水经过三叉管、水管与集热箱中的水快速发生对流，传递磁控管水套中的水吸收磁控管工作时产生的大量余热到集热箱中收集并储存起来，并有效保证了磁控管能够正常连续工作，并使集热箱中在最底处温度最低的水进入到磁控管水套中和微波能量转换装置内设置的吸波体中，从而保证了给磁控管水套较好的冷却效果和吸波体中的水较好的吸收微波能量的效果。

集热箱底部设置有进水管，上部设置有出水管。

在本案中集热箱内可以设置加热器，加热器可以是电热管或热泵冷凝器；在集热箱内的热泵冷凝器与压缩机、蒸发器、干燥器、毛细管组成一个封闭的工作系统。

在微波能量转换装置上开有导波口，透波密封罩固定于导波口上，透波密封罩的材料是玻璃、塑料、陶瓷、云母等，微波发生器安装于透波密封罩的侧面；微波发生器包括：电源变压器、磁控管、馈能波导。

采用上述结构后，微波发生器的电源变压器供电给磁控管，磁控管前装有馈能波导和透波密封罩，磁控管产生的微波由磁控管前端的馈能波导向外发射，穿过透波密封罩进入微波能量转换装置的箱体中，在微波能量转换装置内设置有吸波体是螺旋盘管，在微波的作用下，螺旋盘管中的水被活性化处理，超强灭菌，提高水的活性，在微波能量转换装置内设置的螺旋盘管，微波发生器的磁控管水套的出水口、磁控管水套的进水口和微波能量转换装置内设置的螺旋盘管出水端、进水端分别经过三叉管、水管与集热箱相连通；被微波加热的螺旋盘管中活性水经过螺旋盘管的出水口、三叉管以对流的方式向集热箱流动，传递热量，集热箱中的冷水经过螺旋盘管的进水口、流入螺旋盘管，被继续利用微波加热和活性处理；微波发生器的磁控管水套的出水口、磁控管水套的进水口分别经过三叉管、水管与集热箱相连通，使磁控管在工作时产生的大量余热被充分利用传递给集热箱中，并保证磁控管在较低的正常温度下连续工作；集热箱的最上端设置有出水管，最下端设置有进水管，可以分别出水龙头、水源连通；同时在集热箱内的热交换器可以是电热管或热泵冷凝器继续对集热箱内的水加热，由于在集热箱内的水在微波的作用下，具有显著的活性，能够有效防止在集热箱内的电热管或热泵冷凝器结有水垢，提高其传热效率、安全性和使用寿命，也使热泵技术和微波技术在实际中得到广泛应用。

本发明微波热水装置可以作为淋浴型热水器、饮水机型热水器，又可以与饮水机的专用热交换器连接使用，专用热交换器一端连接外接水源，另一端与集热箱的进水管连接，集热箱的出水管经过专用热交换器与水龙头连接，向外供应温开水，达到节能效果。

本发明微波热水装置充分利用微波技术，提高水的活性，超强灭菌，有效防止电热管、热交换器结有水垢，显著提高它们的传热速度、热利用效率和使用寿命，具有广泛的应用推广价值。

本发明的有益效果是：

1、本设计的微波发生器件、微波能量转换装置的结构简单，安装维护方便，安全可靠。

2、利用微波进行活化水处理，提高水分子的活性，有益人体吸收，有益健康，有利于洗涤。

3、本设计，能够快速利用微波给水加热，并快速由集热箱收集储存热量能量，提高能源利用效率。

4、利用微波技术，提高水的活性，有效防止电热管、热交换器结有水垢，显著提高它们的传热速度、热利用效率和使用寿命，使热泵技术具有广阔的使用环境，具有广泛的应用推广价值。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步所明。

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例二的结构示意图；

图3是本发明的实施例三的结构示意图；

图中：1为微波发生器，101为电源变压器，102为磁控管，103为馈能波导，104为磁控管水套，105为出水口，106为出水管，107为进水口，108为进水管，2为微波能量转换装置，201为三叉管，202为微波能量转换装置进水口，203为微波能量转换装置出水口，3为集热箱，301为入水管，302为排水口，4为吸波体，5为加热器，6为透波密封罩，7为压缩机，8为蒸发器，9为干燥器，10为毛细管，11为壳体。

具体的实施方式

下面结合附图1详细说明本发明实施例一的实施方式

本发明新型微波热水装置主要由微波发生器1、微波能量转换装置2、集热箱3组成，在微波能量转换装置2上设置微波发生器1，在微波能量转换装置2侧面设置集热箱3。

在微波能量转换装置2的金属腔体中设置有吸波体4螺旋盘管，其进水口202、出水口203分别与集热箱3相连通；在微波能量转换装置2内设置的螺旋盘管其材料为塑料。

在本案中集热箱3内设置有加热器5，加热器5是电热管或热泵冷凝器，在集热箱3上设置有入水管301、排水口302；

在微波能量转换装置2上开有导波口，透波密封罩6固定于导波口上，透波密封罩6的材料是玻璃、塑料、陶瓷、云母等，微波发生器1安装于透波密封罩6的侧面；微波发生器1包括：电源变压器101、磁控管102、馈能波导103。

本发明的工作原理是这样的：微波发生器1的电源变压器101供电给磁控管102，磁控管102前装有馈能波导103和透波密封罩6，磁控管102产生的微波由磁控管102前端的馈能波导103向外发射，穿过透波密封罩6进入微波能量转换装置2的箱体中，在微波能量转换装置2内设置有吸波体4螺旋盘管，在微波的作用下，螺旋盘管中的水分子在微波电磁场E的作用下频繁地改变排列方向，水分子被活性化处理，超强灭菌，提高水分子的活性，在微波能量转换装置2内设置的螺旋盘管，其进水口202、出水口203分别与集热箱3相连通，把被微波加热的螺旋盘管中的活性水经过螺旋盘管的出水口203以对流的方式向集热箱3里流动，传递热量，集热箱3中的冷水经过螺旋盘管的进水口1流入螺旋盘管中，这样反复循环，被继续利用微波加热和活性处理，使集热箱3中的水不断经过螺旋盘管被微波活性处理，显著提高活性，在集热箱3上设置有入水管301、排水口302，可以分别与水龙头、水源连通；同时在集热箱3内的加热器5，即电热管同时对集热箱3内的水加热，由于在集热箱3内的水在微波的作用下，具有显著的活性，有益健康，有益洗涤，能够有效防止在集热箱3内的电热管结有水垢，提高其传热效率、安全性和使用寿命，使微波技术在实际中得到广泛应用。

如图2所示，实施例二与实施例一的新型微波热水装置的结构原理基本相同，区别在于微波发生器1的磁控管102为水冷式结构，微波发生器1的磁控管水套104的出水口105、微波能量转换装置2内设置的螺旋盘管上端分别经过三叉管201的出水口与集热箱3连通；磁控管水套104的进水口107经过进水管108与集热箱底部连通；微波能量转换装置2内设置的吸波体4即螺旋盘管的进水口202与集热箱3的底部连通。

三叉管201的微波能量转换装置出水口203连接在集热箱3的高度的三分之一至二分之一之间，三叉管201的微波能路转换装置进水口202分别经磁控管水套104、吸波体4连接在集热箱3的最底端，使磁控管水套104、吸波体4的进出口之间存在较大的温差和压力差，有利它们与集热箱3中的水发生对流作用。

利用三叉管201进行上面这样连接作用是，在微波发生器1工作时，微波能量转换装2内设置的吸波体4即螺旋盘管中的水被微波快速加热，经过三叉管201、水管与集热箱3中的水快速发生对流，并在三叉管201与磁控管水套104的出水口105之间产生负压，有利促进磁控管水套104中的水经过三叉管201、水管与集热箱3中的水快速发生对流，传递磁控管水套104中的水吸收磁控管102工作时产生的大量余热到集热箱3中收集并储存起来，并有效保证了磁控管102能够正常连续工作，并使集热箱3中在最底处温度最低的水进入到磁控管水套104中和微波能量转换装置2内设置的吸波体4中，从而保证了给磁控管水套104较好的冷却效果和吸波体4中的水较好的吸收微波能量的效果。由于在集热箱3内没有设置电热管，从而保证了集热箱3中的水，实现了本质上的水电分离，安全可靠，这种类型设计适合用于淋浴型热水器。

如图3所示，实施例三与实施例二的新型微波热水装置的结构原理基本相同，区别在于在集热箱内设置有加热器5，加热器5为热泵冷凝器。

如图3所示，压缩机7，蒸发器8，干燥器9，毛细管10与集热箱3内的热泵冷凝器串联成制热回路。

本发明的工作原理是压缩机7从蒸发器8中吸入低温低压的气体制冷剂，经过做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体经过压缩机7进入热泵冷凝器与集热箱3中的水交换热量，在热泵冷凝器中的制冷介质被冷凝成液体而放出热量，水吸收其放出的热量而温度不断上升，被冷凝的高压液体经毛细管10节流降压后，经过干燥器9在蒸发器8中吸收周围空气热量从而生成低压气体，又重新被吸入压缩机7中压缩，这样反复循环，从而制取热水，冷水经过集热箱3的入水管301进入集热箱3，热水经过集热箱3的排水口302流出。

在微波发生器1工作的同时，在集热箱3内的热泵冷凝器继续给水加热，由于在集热箱3内的水在微波的作用下，具有显著的活性，超强灭菌，能够有效防止在集热箱3内的热泵冷凝器结有水垢，由集热箱3收集储存磁控管102、热泵冷凝器产生的热量，提高了微波器件和空调热泵的热效率，安全性和使用寿命，本发明微波热水装置可以作为淋浴型热水器、饮水机型热水器，使热泵技术和微波技术在实际中不受水源限制，能够得到广泛的实际应用。

Claims (9)

1.一种新型微波热水装置，由微波发生器(1)、微波能量转换装置(2)、集热箱(3)组成，其特征在于：所述的微波能量转换装置(2)上设置有微波发生器(1)，在微波能量转换装置(2)侧面设置有集热箱(3)，在微波能量转换装置(2)内设置有吸收微波发热的吸波体(4)，吸波体(4)的上下两端连接集热箱(3)。

2.根据权利要求1所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的微波能量转换装置(2)内设置的吸波体(4)是螺旋盘管。

3.根据权利要求2所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的微波能量转换装置(2)上开有导波口，透波密封罩(6)固定密封于导波口上，微波发生器(1)安装于透波密封罩(6)的侧面。

4.根据权利要求1所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的微波发生器(1)的电源变压器(101)供电给磁控管(102)，磁控管(102)前装有馈能波导(103)和透波密封罩(6)。

5.根据权利要求4所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的微波发生器(1)的磁控管(102)上设有水套(104)，水套(104)的出水口(105)通过出水管(106)与微波能量转换装置(2)的出水管经过三叉管(201)与集热箱(3)连通；水套(104)的进水口(107)经过进水管(108)与集热箱(3)底部连通；微波能量转换装置(2)的进水口(202)与集热箱(3)的底部连通。

6.根据权利要求5所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的三叉管(201)的微波能量转换装置出水(203)连接在集热箱(3)的2/3～1/2之间的高度。

7.根据权利要求1所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的集热箱(3)内设置有加热器(5)。

8.根据权利要求7所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的集热箱(3)内设置有加热器(5)是电热管。

9.根据权利要求7所述的新型微波热水装置，其特征在于：所述的集热箱(3)内设置有加热器(5)是热泵冷凝器。

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